Die weltweite Nachfrage nach leistungsfähigen, energieeffizienten und zugleich kostengünstigen Chips ist nicht erst seit dem Internet of Things die treibende Größe in der Mikroelektronik. Neue Funktionen wie das autonome Fahren, hochautomatisierte Industriefertigung (Industrie 4.0) oder neue mobile Consumerlösungen („Wearables“) benötigen eine Vielzahl von maßgeschneiderten Komponenten.
Im europäischen Forschungsprojekt THINGS2DO (Abkürzung für:„Thin but great Silicon to Design Objects“) soll nun ein nachhaltiges Ökosystem zur Realisierung dieser Halbleiterkomponenten in Europa entstehen, das es kleinen und mittelständischen Unternehmen ebenso wie Industrie und Forschung erlaubt, IP-Komponenten (das sind On-chip Schaltungsteile wie z.B. CPU, Bildverarbeitungsprozessoren, Speicher, I/O-Module, Spannungsgeneratoren, A/D-Wandler oder PLL) nach Bedarf zusammenzufügen, zu integrieren und zu fertigen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der europäischen Initiative ENIAC, die auch durch die Europäische Kommission unterstützt wird, über vier Jahre mit rund 6 Millionen Euro gefördert.
An der Universität Tübingen sind Professor Oliver Bringmann, der außerdem das deutsche Teilkonsortium des Projekts leitet, und Professor Wolfgang Rosenstiel, beide vom Fachbereich Informatik, am EU-Forschungsprojekt „THINGS2DO“ rund um die neue Prozesstechnologie FDSOI beteiligt. Die Tübinger Forscher arbeiten daran, die Leistungsaufnahme von Schaltungen, die in der neuen Technologie produziert wurden, zu analysieren und zu verringern. So werden diese Schaltungen durch die Reduzierung von Leckströmen effizienter. Ein Ziel der Forschung ist es unter anderem, die Laufzeit von Mobilgeräten und Internet-of-Things-Anwendungen zu verlängern. Die Forschungsergebnisse werden auch innerhalb des Projekts für den Prototypen eines Steuergeräts genutzt, das für 3D-Rundumsicht im Auto eingesetzt wird. Dabei handelt es sich um eine rechenintensive Anwendung, die aus mehreren Kamerabildern eine Vogelperspektive des Autos errechnet und deren Funktion von der neuen Technologie profitieren soll.
Mit den Forschungsarbeiten in THINGS2DO reagieren die Projektpartner auf die sich ändernden Bedürfnisse der modernen Industriegesellschaft, insbesondere in den Bereichen intelligente Energienetze (Smart Grid), mobile Kommunikation, persönliche Mobilität, Gesundheitsvorsorge und -pflege. Das im Projekt angestrebte Ökosystem umfasst IP, EDA- (Electronic Design Automation) und Systemplattformen. Durch einen frühzeitigen Austausch zwischen Schaltkreisentwurf und Anwendung wird so eine einzigartige Wertschöpfungskette für Entwicklung und Entwurf von Schaltkreisen für die FDSOI (Fully Depleted Silicon on Insulator)-Technologie ermöglicht, die sich maßgeschneidert an die anwendungsspezifischen Anforderungen aus der Automobilelektronik, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Industrieautomatisierung und dem Internet-of-Things anpassen lässt.
Die neuartige FDSOI-Halbleitertechnologie wird von Europa aus getrieben und enthält technologische Elemente, wie ultradünne Halbleiterschichten, die man erst jetzt in der Fertigung beherrscht. FDSOI ist für die genannten neuen Anwendungsbereiche hervorragend geeignet, da die Leistungsaufnahme um bis zu 30 Prozent gegenüber aktuellen CMOS-Technologien gesenkt, Leckströme verkleinert und Schaltzeiten reduziert werden können.
Das Knowhow für die Chipfertigung wird bei GLOBALFOUNDRIES in Dresden liegen. Innerhalb des Projektes THINGS2DO werden die Möglichkeiten von FDSOI und der Nutzen des im Projekt entwickelten Ökosystems anhand dreier Demonstratoren aus den Bereichen „Augmented Reality“ (AR), „Advanced Driver Assistance Systems“ (ADAS) und „Drahtlose Kommunikation im Flugzeug“ aufgezeigt. Die Demonstratoren werden von den Partnern Dream Chip Technologies und Airbus Group Innovations mit Unterstützung der Fraunhofer Institute in München, Erlangen und Dresden sowie METAIO und den Universitäten Tübingen und Hannover umgesetzt.
Das THINGS2DO-Konsortium bündelt die Potenziale von acht Partnern aus Forschung, Wissenschaft und Industrie:
- Airbus Group Innovations
- Cadence Design Systems
- Dream Chip Technologies GmbH (DCT)
- Eberhard Karls Universität Tübingen
- Fraunhofer Gesellschaft
- GLOBALFOUNDRIES Dresden
- Leibniz Universität Hannover
- METAIO GmbH
- MunEDA GmbH
Die Fahrzeughersteller Audi und BMW sowie das Systemhaus OHB System AG unterstützten das Vorhaben als assoziierte Partner.
Kontakt
Prof. Dr. Oliver Bringmann
Fachbereich Informatik
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Universität Tübingen
Telefon +49 7071 29-77348
oliver.bringmann(at)uni-tuebingen.de
